Question

下图是无机物A到M在一定条件下的转化关系（部分产物及反应条件未列出）。其中， I 是由第三周期元素组成的单质中，熔点最高的金属。K是一种红棕色气体。

请回答下列问题

（1）M、F、E、G 四种物质中所含同一种元素，其名称是_____________。

（2）写出反应⑩（溶液 J + G）的离子反应方程式__________________________________。

（3）反应④中被还原的离子和被氧化的离子的物质的量之比是___________。

（4）向M的溶液中直接滴加 NaOH 溶液，现象是______________________，写出相应的化学方程式_____________________________，_______________________________。

（5）将化合物 D 与 KNO₃、KOH 共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂 K₂FeO₄（高铁酸钾），同时还生成 KNO₂ 和 H₂O 。该反应的的化学方程式是___________________________。

（6）共有120 t 硫铁矿（FeS₂）参与反应①冶炼化合物D，最终得到化合物D共16 t，则冶炼D的转化率为_____。

Answer

铁 3Fe + 8H+ + 2NO3‾ = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O 1:3 先产生白色沉淀，很快变为灰绿色，最终变成红褐色 Fe(NO3)2 + 2 NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaNO3 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe2O3 +3KNO3 + 4KOH 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O 20%

【解析】

FeS2氧化得到二氧化硫和氧化铁，A可以继续被氧化，则A为SO2，B为SO3，C为H2SO4，D为Fe2O3；I为第三周期中熔点最高的金属单质，I为Al，则反应⑦为铝单质与氧化铁发生的铝热反应，得到Fe与氧化铝；K是一种红棕色气体，则K为NO2，J为HNO3，J与G反应得到L，L被氧化成为NO2，则G为Fe，H为Al2O3，L为NO，联系反应④：M+H2SO4 →F+NO知，M为Fe(NO3)2，F为铁盐溶液，E为Fe(OH)3，据此分析解答。

FeS2氧化得到二氧化硫和氧化铁，A可以继续被氧化，则A为SO2，B为SO3，C为H2SO4，D为Fe2O3；I为第三周期中熔点最高的金属单质，I为Al，则反应⑦为铝单质与氧化铁发生的铝热反应，得到Fe与氧化铝；K是一种红棕色气体，则K为NO2，J为HNO3，J与G反应得到L，L被氧化成为NO2，则G为Fe，H为Al2O3，L为NO，联系反应④：M+H2SO4 →F+NO知，M为Fe(NO3)2，F为铁盐溶液，E为Fe(OH)3。

(1)M、F、E、G 四种物质中所含同一种元素，为Fe，其名称是铁，故答案为：铁；

(2)反应⑩为铁与硝酸反应生成硝酸亚铁和一氧化氮，反应的离子反应方程式为3Fe + 8H+ + 2NO3‾ = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O，故答案为：3Fe + 8H+ + 2NO3‾ = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O；

(3)反应④为硝酸亚铁与硫酸发生的氧化还原反应，反应中被还原的离子为硝酸根离子，反应生成NO，转移3个电子，被氧化的离子为亚铁离子，反应生成铁离子，转移1个电子，根据得失电子守恒，被还原的硝酸根离子和被氧化的亚铁离子的物质的量之比是1∶3，故答案为：1∶3；

(4)向M(硝酸亚铁)的溶液中直接滴加 NaOH 溶液，可以看到的现象为先产生白色沉淀，很快变为灰绿色，最终变成红褐色，相应的化学方程式有Fe(NO3)2 + 2 NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaNO3、4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，故答案为：先产生白色沉淀，很快变为灰绿色，最终变成红褐色；Fe(NO3)2 + 2 NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaNO3；4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3；

(5)化合物Fe2O3与KNO3、KOH共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4(高铁酸钾)，同时还生成KNO2和H2O，反应的化学方程式为：Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O，故答案为：Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O；

(6)120 t 硫铁矿(FeS2)中含有铁元素120 t×=56t，完全转化为氧化铁能够生成氧化铁的质量为56t×=80t，因此冶炼氧化铁的转化率=×100%=20%，故答案为：20%。